Page 40 - Июнь

МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ

На рис. 6б на обработанной поверхности видны горизонтальные следы от перио-
дических сдвигов мелких элементов стружки с шагом s. Интересно, что на каждом новом
обороте фазы сдвигов сохраняются на протяжение многих оборотов. Это говорит о том, что
в моменты сдвига элементов на текущем витке возникают микротрещины, затрагивающие
и материал будущего витка. Образовавшиеся дефекты синхронизируют моменты сдвига
от оборота к обороту. Этот факт может сделать шаг s устойчивым при изменении скорости
резания. В начальныймомент элементы стружки образуются с частотой, близкой к одной из
собственных частот инструментального узла. Если в дальнейшем скорость резания плав-
но изменяется, то шаг s сохраняется, а частота стружкообразования меняется. Это может
продолжаться до перехода динамической системы на другую собственную частоту, более
близкую к частоте формирования элементов стружки, более выгодную с энергетической
точки зрения [18].
Контроль возникновения интенсивных автоколебаний при чистовой обработке с по-
мощью силовых параметров (силы резания, крутящие моменты, мощность приводов) не-
возможен. Силовые параметры в этой ситуации сами по себе небольшие и их трудно выде-
лить на фоне помех. Возникновение интенсивных автоколебаний не всегда ведёт к росту
сил резания, чаще наоборот [16, 17]. Однако возникновение интенсивных автоколебаний
неизбежно влечёт за собой рост амплитуды колебаний на одной или нескольких собствен-
ных частотах. При чистовой обработке это обычно высокие частоты, которые надёжно фик-
сируются на фоне помех с помощью акселерометра, установленного на упругой системе
станка. Мониторинг возникновения интенсивных автоколебаний может вестисьс помощью
информационно-измерительных систем, опирающихся на контроль сигналов вибраций [19
- 21] для диагностики состояния режущего инструмента.
Выявлять момент перехода процесса резания к интенсивным автоколебаниям можно
по резкому росту амплитуды сигнала вибраций в частотном диапазоне, включающем соб-
ственные частоты инструмента. Возникновение интенсивных автоколебаний в процессе
обработки может быть связано с изменением состояния режущего инструмента, снижением
жёсткости заготовки на участке обработки, с изменением режимов резания. Для перехода
в режим технической устойчивости необходимы замена режущего инструмента, смена ре-
жимов резания или создание дополнительных приспособлений, повышающих жёсткость и
демпфирование участка заготовки.
Выводы
1. При резании упругая система станка де-
формируется и приобретает избыток по-
тенциальной энергии. В соответствии с те-
оремой Лагранжа, при резании положение
равновесия вершины инструмента стано-
вится неустойчивым. Несмотря на высокое
динамическое качество технологического
оборудования, процесс отделения стружки
сопровождается автоколебаниями разной

40 Станочный парк